本文采用基于第一性原理的全势能线性糕模轨道分子动力学(FP-LMTO MD)方法研究了掺杂碳原子对Sin(n=2-19)团簇稳定性的影响，以及非金属元素掺杂C50，C60富勒烯的几何和电子结构。FP-LMTO MD方法是当前国际上计算和研究固体(包括固体表面及原子团簇)的几何结构和电子结构的最好方法之一，由于这种方法采用了全势能，所以计算的结果精密度较高。 运用全势能线性糕模轨道分子动力学方法，研究了掺杂碳原子对Sin(n=2-19)团簇稳定性的影响，具体是在Sin团簇的基态结构和具有较大结合能的异构体中，用一个C原子取代Sin(n=2-19)团簇不同位置Si原子。我们发现即使发生一些畸变，C异原子并不改变纯Sin团簇的基本几何结构。随着C原子数的增加，杂质C原子对整个团簇结构的影响逐渐减少。另外一方面，一些能量差别较小的异构体之间的能量序列会发生改变。同时C原子通过改变一些键的强度，可以增加Sin-1C(n=2-19)团簇的稳定性。另外，它们离子团簇的结构研究表明：增加或减少一个电子并不影响团簇的整体结构，但可能改变能量序列。在Sin-1C (n≥6)的中性和离子团簇的稳定结构中，C原子易取代配位数大于三的Si原子。 另外，还系统地研究了替代式XC。(X=Si，O; m=49，59)和内嵌、笼外修饰X@C.(X=C，Si，O：m=50，60)富勒烯的结构和能量。尽管在杂质原子附近发生一定程度的畸变，但优化后的结构仍然保持C50，C60的笼状结构。它们的单原子结合能比纯C50(9.38 eV)，C60(9.5leV)小，稳定性降低。由于与其它异构体相比，C49Sia和C490a有较好的稳定性，所以在C50的四种位置中，Si和O原子易取代IV位置的C原子。在所有X@C50和X@C60(X=C，Si，O)的异构体中，除C600b，C60Sib以外，C50Xb(X=C，Si，O)和C60Cb是最稳定的。通常情况下，0原子很难稳定的吸附在表面，而更易位于C-C桥键位置。c、Si原子既可以吸附在表面的中心位置；也可以位于其它位置。